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《ANSYS Workbench 14有限元分析自學手冊》——1.2 ANSYS Workbench分析的基本過程

本節書摘來自異步社群《ansys workbench 14有限元分析自學手冊》一書中的第1章,第1.2節,作者: 呂建國 , 康士廷 更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視。

ansys workbench 14有限元分析自學手冊

ansys分析過程包含4個主要步驟:初步确定、前處理、加載并求解和後處理,如圖1-5所示。其中初步确定為分析前的藍圖,操作步驟為後3個步驟。

《ANSYS Workbench 14有限元分析自學手冊》——1.2 ANSYS Workbench分析的基本過程

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1.2.1 前處理

前處理是指建立實體模型以及有限元模型。它包括建立實體模型、定義單元屬性、劃分有限元網格、修正模型等幾項内容。現今大部分的有限元模型都是用實體模型模組化,類似于cad,ansys以數學的方式表達結構的幾何形狀,然後在裡面劃分節點和單元,還可以在幾何模型邊界上友善地施加載荷,但是實體模型并不參與有限元分析,是以施加在幾何實體邊界上的載荷或限制必須最終傳遞到有限元模型上(單元或節點)進行求解。這個過程通常是ansys程式自動完成的。可以通過以下4種途徑建立ansys模型。

(1)在ansys環境中建立實體模型,然後劃分有限元網格。

(2)在其他軟體(如cad)中建立實體

模型,然後讀入到ansys環境,經過修正後劃分有限元網格。

(3)在ansys環境中直接建立節點和單元。

(4)在其他軟體中建立有限元模型,然後将節點和單中繼資料讀入ansys。

單元屬性是指劃分網格以前必須指定的所分析對象的特征,這些特征包括:材料屬性、單元類型、實常數等。需要強調的是,除了磁場分析以外無需告訴ansys使用的是什麼機關制,隻需自己決定使用何種機關制,然後確定所有輸入值的機關制統一,機關制影響輸入的實體模型尺寸、材料屬性、實常數及載荷等即可。

1.2.2 加載并求解

(1)自由度dof——定義節點的自由度(dof)值(例如,結構分析的位移,熱分析的溫度,電磁分析的磁勢等)。

(2)面載荷(包括線載荷)——作用在表面的分布載荷(例如結構分析的壓力,熱分析的熱對流,電磁分析的麥克斯韋爾表面等)。

(3)體積載荷——作用在體積上或場域内(例如熱分析的體積膨脹和内生成熱,電磁分析的磁流密度等)。

(4)慣性載荷——結構品質或慣性引起的載荷(例如,重力、加速度等)。

在進行求解之前應進行分析資料檢查,包括以下内容。

(1)單元類型和選項,材料性質參數,實常數以及統一的機關制。

(2)單元實常數和材料類型的設定,實體模型的品質特性。

(3)確定模型中沒有不應存在的縫隙(特别是從cad中輸入的模型)。

(4)殼單元的法向,節點坐标系。

(5)集中載荷、體積載荷和面載荷的方向。

(6)溫度場的分布和範圍,熱膨脹分析的參考溫度。

1.2.3 後處理

(1)通用後處理(post1)——用來觀看整個模型在某一時刻的結果。

(2)時間曆程後處理(post26)——用來觀看模型在不同時間段或載荷步上的結果,常用于處理瞬态分析和動力分析的結果。